人類的大腦本身就是一台量子計算機嗎？

十年前絕大多數物理學家都會認為量子大腦或量子意識的概念是無稽之談，然而過去十年越來越多的證據顯示某些生物系統可能利用了量子機制，如植物的光合作用利用量子效應將光轉變成能量，候鳥的量子羅盤使它能利用地磁場導航。但量子大腦或量子意識假說面臨的一大挑戰是量子比特的糾纏態非常脆弱，一個光子的干擾就足以讓整個系統退相干。

大腦或量子大腦是如何能維持足夠長時間的量子糾纏態的？加州聖芭芭拉的物理學家Matthew Fisher提出了一種假設，認為磷原子核自旋可充當大腦的量子比特。Fisher是因為個人經歷對大腦的量子機制產生興趣，他出生於物理學世家，父親和兄弟都是知名的物理學家。

他不同尋常的經歷是憂鬱症，嚴重的時候甚至想自殺，他在服用了三環抗抑鬱葯後情況迅速好轉，感覺整個人獲得了新生，雖然這種藥物有副作用。但他吃驚的發現神經學家對這種藥物背後的精確工作機制知之甚少。這一經歷激起了他對大腦量子機制的興趣。他認為秘密在於原子的核自旋，這一量子屬性影響了每個原子維持相干狀態的時間。

自旋越慢，原子核與電子和磁場的交互越少。磷廣泛存在於生物體中，它的自旋是1/2，但磷無法獨自形成穩定的量子比特，它可以結合鈣離子形成簇進一步延長相干時間。他認為這些簇能保護糾纏對抵抗外界干擾，使量子比特能維持足夠長時間的相干狀態，Fisher估計相干狀態能持續數小時，數天甚至數周。其他科學家認為他的估計太樂觀了，他的假說需要實驗進行檢驗。

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